Автономная отладка МПС заключается в отладке аппаратуры и отладке программ.
Отладка аппаратуры предполагает тестирование отдельных устройств МПС (процессора, ОЗУ, контроллеров, блока питания, генератора тактовых импульсов) путем подачи текстовых входных воздействий и съема ответных реакций. Затем проверяется их взаимодействие путем анализа сигналов на магистралях адресов, данных и управления. Поскольку МА и МД синхронные, их работу лучше всего проверять с помощью методов логических состояний. Для анализа работы МУ, являющейся, как правило, асинхронной, необходимо наблюдать за сигналами на ней при возникновении определенного события, чтобы можно было четко разделить и идентифицировать различные состояния линии управления. После проверки работоспособности магистралей проводится дальнейшая проверка аппаратуры при различных режимах адресации процессора и кодах выбираемых данных. При этом проверяется временная диаграмма сигналов и прохождение данных в системе. Если тестовая программа (системный поверяющий тест) пройдет успешно, можно утверждать, что автономно аппаратура отлажена.
Отладка программ МПС проводится, как правило, на тех же ЭВМ, на которых велась разработка программ, и на том же языке программирования, на котором написаны отлаживаемые программы. Она может быть начата на ЭВМ даже при отсутствии аппаратуры МПС. При этом в системном ПО ЭВМ должны находиться программы (интерпретаторы и эмуляторы), моделирующие функции отсутствующих аппаратурных средств.
Проверка корректности программ осуществляется тестированием, которое осуществляется двумя способами: пошаговым режимом и трассировкой программ.
В пошаговом режиме программа выполняется по одной команде за один раз, а пользователь анализирует содержимое памяти, регистров и т. д., чтобы проверить, соответствуют ли результаты ожидаемым.
Трассировка программ больше пригодна для отладочных средств, имеющих медленный последовательный терминал. Программа-отладчик выполняет непрерывно команду за командой и выводит содержимое регистров процессора на терминал после каждого шага для обнаружения ошибки. Трассировка программ не дает, однако, возможности изменять содержимое памяти и регистров и может послужить причиной того, что программа разрушит себя или свои данные прежде, чем отслеживание будет остановлено.
Отдельные участки программы после проверки, используя пошаговый режим или трассировку, можно объединить и проверить с помощью установки контрольных точек, вводимых в программу и прерывающих ее исполнение для передачи управления программе-отладчику.
Средства отладки программ должны: управлять исполнением программ, собирать информацию о ходе выполнения программы, обеспечивать обмен информацией (диалог) между программистом и ЭВМ на уровне языка программирования, моделировать работу отсутствующих аппаратурных средств МПС.
Как правило, МПС – это система реального времени, т.е. корректность ее функционирования зависит от времени выполнения отдельных программ и скорости работы аппаратуры. Поэтому система считается отлаженной после того, как рабочие программы правильно функционируют на действительной аппаратуре системы в реальных условиях. Дополнительным свойством, которым должны обладать средства комплексной отладки по сравнению со средствами автономной отладки, является возможность управления поведением МПС и сбора информации о ее поведении в реальном времени.
Тенденция развития средств отладки МПС состоит в объединении свойств нескольких приборов в одном комплексе, в создании универсальных средств, пригодных для автономной отладки аппаратуры, генерации и автономной отладки программ и комплексной отладки системы. При комплексной отладке наряду с детерминированным используется статистическое тестирование, при котором МПС проверяется при изменении входных переменных в соответствии со статистическими законами работы источников информации.
Существует четыре основных приема комплексной отладки МПС:
- останов функционирования системы при возникновении определенного события;
- чтение (изменение) содержимого памяти или регистров системы;
- отслеживание поведения системы в реальном времени;
